ZUC-256流密码轻量级硬件设计与实现

ZUC-256是由中国开发的一种应对于5G通信和量子计算机的流密码，该算法主要包含ZUC-256流密码和一种基于该流密码的完整性算法（EIA3）。本文设计了2种不同的ZUC-256流密码轻量级电路结构，以及1种基于ZUC-256流密码的EIA3算法结构。基于FPGA对设计的电路结构和算法结构进行实现，并进行了性能对比。对比结果表明：本文设计的2种电路结构最高达到了6.72 Gb/s的吞吐率，相较于现有的ZUC-256电路设计在速度上提高了45.24%；本文设计的2种电路相较于之前的ZUC-128占用资源更少，在面积上分别减少38.48%和30.90%；本文设计的EIA3算法结构仅用0.71 μs即可对128位的数据进行加密。